JP2003175009A

JP2003175009A - 心電図解析装置及び解析方法

Info

Publication number: JP2003175009A
Application number: JP2001378444A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Fujita; 智藤田; Hajime Fujii; 元藤井; Hiroaki Izuma; 弘昭出馬; Tomoaki Ueda; 智章上田
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2001-12-12
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2003-06-24

Abstract

(57)【要約】【課題】ＳＴ部電位をＱＲＳ群に対して安定した位置
で抽出して、精度の高いＳＴ部電位を得ることが可能と
なる心電図解析装置、及び、この心電図解析装置を用い
た心電図解析方法を提供する。【解決手段】複数の心電図電極１０に現われる電気信
号から心電図信号を生成する心電図信号生成手段１１
と、心電図信号生成手段１１によって生成された心電図
信号とその心電図信号に含まれるＱＲＳ群の波形に対応
するように設定したテンプレート波形との間で相互相関
処理を行い、その相互相関処理の相関値が極大となると
きの前記テンプレート波形の時間軸上での位置を前記Ｑ
ＲＳ群の発生時相として検出する発生時相検出手段１２
と、発生時相検出手段１２にて検出されたＱＲＳ群の発
生時相から設定時間後の前記心電図信号の電圧値をＳＴ
部電位として抽出するＳＴ部電位抽出手段１７とを備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、心電図情報を解析
する心電図解析装置、及びその心電図解析装置を用いた
心電図解析方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】医療現場や生理学の分野において虚血等
の心疾患を発見又は研究するために、心電図計測が広く
行われており、膨大な臨床データが蓄積されている。既
知のように、心電図とは心臓の収縮に伴う心筋内活動電
流に起因して発生する体表面電位の時間変化を曲線とし
て記録したものである。心臓の収縮過程の各時期によっ
て活動電流の流れる組織部位やその広がり、電流の流れ
る方向等が刻々変化するため、電位観測用の電極を貼り
付ける位置や誘導法によって誘起される心電図信号の波
形は微妙に異なる。医療の現場では標準１２誘導法が広
く利用されている。

【０００３】心電図信号の波形例を図４に示すが、１心
拍分の心電図はＰ波、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、Ｔ波からな
り、さらにＴ波の後にＵ波が現われる場合がある。Ｐ波
は心房興奮に伴って発生し、Ｐ波発生後Ｒ波が開始する
までの間に心房収縮が起る。心房収縮によって、血液が
心房から心室に送り込まれたタイミングでＱ波、Ｒ波、
Ｓ波という一連の波形（これをＱＲＳ群と呼ぶ）が発生
し、心室興奮が起る。心室興奮後、心室収縮が起り、血
液を全身に送り出す。Ｔ波は心室心筋の再分極過程で発
生する。このように心臓の動きに密接に関連して心電図
が発生する。

【０００４】従って、周知のように心肥大、心筋の異常
（虚血等）その他解剖学的な欠陥に密接に関連して心電
図も変形するので、心電図を観測して波形を比較するこ
とで様々な心疾患の診断が可能となる。それらの心疾患
のうち、図４に示すＳ波からＴ波に至る途中に位置する
ＳＴ部の電位が偏位（下降または上昇）する場合は、心
筋の異常（虚血状態や心筋梗塞等）の初期症状の疑いが
ある。そこで、心電図波形から上記ＳＴ部の電位（以
下、ＳＴ部電位という）を読み取る場合に、従来では、
ＱＲＳ群におけるＲ波のピーク位置をトリガ位相として
そのＲ波のピーク位置から設定時間後の電圧値を抽出す
るピークトリガ法や、心電図信号のレベルが所定閾値を
超えた時点をトリガ位相としてその時点から設定時間後
の電圧値を抽出するレベルトリガ法などを用いていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、心拍を
繰り返したときにＲ波の波形は左右対称ではなくピーク
位置が左右にずれたり、あるいは、２つのピークが現わ
れたりするため、従来のピークトリガ法では、ＳＴ部電
位の抽出位置がＱＲＳ群の位置に対して時間的に前後に
変動し、精度の高いＳＴ部電位が得られないという問題
があった。また、レベルトリガ法では、心電図信号の基
線動揺の影響を受けたり、個人によってＴ波のレベルが
高いときは誤ってＴ波をトリガ位相として検出してしま
うため、同様に、精度の高いＳＴ部電位が得られないと
いう問題があった。その結果、ＳＴ偏位（ＳＴ部電位の
下降や上昇）の判定が適切に行えないおそれがあるとい
う不具合があった。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その第１の目的は、ＳＴ部電位をＱＲＳ群に
対して安定した位置で抽出して、精度の高いＳＴ部電位
を得ることが可能となる心電図解析装置を提供すること
である。第２の目的は、ＳＴ偏位の判定を適切に行うこ
とが可能となる心電図解析方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る心電図解析
装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項
１に記載した如く、複数の心電図電極に現われる電気信
号から心電図信号を生成する心電図信号生成手段と、前
記心電図信号生成手段によって生成された心電図信号と
その心電図信号に含まれるＱＲＳ群の波形に対応するよ
うに設定したテンプレート波形との間で相互相関処理を
行い、その相互相関処理の相関値が極大となるときの前
記テンプレート波形の時間軸上での位置を前記ＱＲＳ群
の発生時相として検出する発生時相検出手段と、前記発
生時相検出手段にて検出された前記ＱＲＳ群の発生時相
から設定時間後の前記心電図信号の電圧値をＳＴ部電位
として抽出するＳＴ部電位抽出手段とを備えている点に
ある。

【０００８】同第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項２に記載した如く、複数の心電図電極に現われ
る電気信号から心電図信号を生成する心電図信号生成手
段と、前記心電図信号生成手段によって生成された心電
図信号とその心電図信号に含まれるＱＲＳ群の波形に対
応するように設定したテンプレート波形との間で相互相
関処理を行い、その相互相関処理の相関値が極大となる
ときの前記テンプレート波形の時間軸上での位置を前記
ＱＲＳ群の発生時相として検出する発生時相検出手段
と、前記発生時相検出手段にて検出された前記ＱＲＳ群
の発生時相から設定時間後の所定時間幅内での前記心電
図信号の平均電圧値をＳＴ部電位として抽出するＳＴ部
電位抽出手段とを備えている点にある。

【０００９】同第三の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項３に記載した如く、上記第一又は第二の特徴構
成に加えて、前記発生時相検出手段が、前記テンプレー
ト波形として、単位振幅の３つの矩形波が負極性、正極
性、負極性あるいは正極性、負極性、正極性の順に各極
性の時間比率が１：２：１となるように並び、且つ、そ
の３つの矩形波の合計時間幅が前記ＱＲＳ群の時間幅に
一致する波形を設定するように構成されている点にあ
る。

【００１０】同第四の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項４に記載した如く、上記第一から第三のいずれ
かの特徴構成に加えて、前記ＳＴ部電位抽出手段が、前
記心電図信号に含まれる複数個のＱＲＳ群の夫々につい
て抽出した複数個の前記ＳＴ部電位の平均値を求めるよ
うに構成されている点にある。

【００１１】本発明に係る心電図解析方法の第一の特徴
構成は、特許請求の範囲の欄の請求項５に記載した如
く、上記第一から第四のいずれかの特徴構成の心電図解
析装置を用いて、前記ＳＴ部電位抽出手段にて抽出され
た前記ＳＴ部電位に基づいてＳＴ偏位を判定する点にあ
る。

【００１２】同第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項６に記載した如く、上記第一の特徴構成に加え
て、前記ＱＲＳ群の発生時相から設定時間前の前記心電
図信号の電圧値を基準電圧として、前記ＳＴ部電位を前
記基準電圧と比較してＳＴ偏位を判定する点にある。

【００１３】以下に作用並びに効果を説明する。本発明
に係る心電図解析装置の第一の特徴構成によれば、複数
の心電図電極に現われる電気信号から生成された心電図
信号とその心電図信号に含まれるＱＲＳ群の波形に対応
するように設定したテンプレート波形との間で相互相関
処理を行い、その相互相関処理の相関値が極大となると
きの前記テンプレート波形の時間軸上での位置を前記Ｑ
ＲＳ群の発生時相として検出し、そのＱＲＳ群の発生時
相から設定時間後の前記心電図信号の電圧値をＳＴ部電
位として抽出する。すなわち、上記相互相関処理はパタ
ーンマッチングとして知られた手法を応用した処理であ
り、ＱＲＳ群の波形に対応するテンプレート波形と心電
図信号との相互相関処理を行い、その相互相関処理の相
関値がピークとなる位置を検出することで、ＱＲＳ群の
発生時相を検出するものである。従って、パターンマッ
チングによって心電図信号に含まれるＱＲＳ群の波形と
その波形に対応するテンプレート波形とが最も良く一致
する位置をＱＲＳ群の発生時相とし、そのＱＲＳ群の発
生時相を基準としてＳＴ部電位の抽出位置を設定してい
るので、例えＲ波のピーク位置が時間的に前後にずれた
り、Ｔ波のレベルが高い場合でもその影響を受けること
なく、ＳＴ部電位をＱＲＳ群に対して安定した位置で抽
出して、精度の高いＳＴ部電位を得ることが可能となる
心電図解析装置が提供される。

【００１４】同第二の特徴構成によれば、複数の心電図
電極に現われる電気信号から生成された心電図信号とそ
の心電図信号に含まれるＱＲＳ群の波形に対応するよう
に設定したテンプレート波形との間で相互相関処理を行
い、その相互相関処理の相関値が極大となるときの前記
テンプレート波形の時間軸上での位置を前記ＱＲＳ群の
発生時相として検出し、そのＱＲＳ群の発生時相から設
定時間後の所定時間幅内での前記心電図信号の平均電圧
値をＳＴ部電位として抽出する。すなわち、上記相互相
関処理は、第１の特徴構成で述べたように、パターンマ
ッチングとして知られた手法を応用してＱＲＳ群の発生
時相を検出するものであり、さらに、そのＱＲＳ群の発
生時相から設定時間後の所定時間幅内で前記心電図信号
について平均電圧を求めてＳＴ部電位としている。従っ
て、パターンマッチングによって心電図信号に含まれる
ＱＲＳ群の波形とその波形に対応するテンプレート波形
とが最も良く一致する位置をＱＲＳ群の発生時相とし、
そのＱＲＳ群の発生時相を基準としてＳＴ部電位の抽出
位置を設定しているので、例えＲ波のピーク位置が時間
的に前後にずれたり、Ｔ波のレベルが高い場合でもその
影響を受けないようにすることでき、しかも、抽出する
ＳＴ部電位を一点の電圧値ではなく所定時間幅内での平
均電圧値としているので、ノイズ等による突発的な波形
乱れを排除してＳ／Ｎ比を上げることでき、これによ
り、ＳＴ部電位をＱＲＳ群に対して安定した位置で抽出
し、さらに精度の高いＳＴ部電位を得ることが可能とな
る心電図解析装置が提供される。

【００１５】同第三の特徴構成によれば、単位振幅の３
つの矩形波が負極性、正極性、負極性あるいは正極性、
負極性、正極性の順に各極性の時間比率が１：２：１と
なるように並び、且つ、その３つの矩形波の合計時間幅
が前記心電図信号に含まれるＱＲＳ群の時間幅に一致す
る波形をテンプレート波形として設定して、そのテンプ
レート波形と前記心電図信号との間で相互相関処理を行
う。従って、一般的に相互相関処理の演算負荷は重くリ
アルタイム性に欠けるが、本特徴構成のように、ＱＲＳ
群の波形に対応するテンプレート波形として、正極性及
び負極性に変化する３つの単位振幅の矩形波を組み合せ
た波形を使用することで、相互相関処理が簡単な加減算
処理で実行できるようになり、相互相関処理の演算処理
の大幅な高速化が図られる。また、かかる演算処理の簡
単化が図られても、正極性と負極性の各合計の時間配分
が等しいために、３つの矩形波の時間幅と異なる時間幅
の信号成分は相互相関処理において相殺され、ＱＲＳ群
の信号成分を抽出してその発生時相を適正に検出するこ
とができる。

【００１６】同第四の特徴構成によれば、前記心電図信
号に含まれる複数個のＱＲＳ群の夫々について抽出した
複数個の前記ＳＴ部電位の平均値が求められる。従っ
て、各脈拍毎に繰り返し発生する複数個のＱＲＳ群につ
いて抽出した複数個のＳＴ部電位の平均値を求めている
ので、ＳＴ部電位のデータとして１拍分のＳＴ部電位で
はなく複数拍分のＳＴ部電位の平均値を用いることで、
各脈拍毎に生じる波形変動等の影響を排除してＳＴ部電
位データのＳ／Ｎ比を上げることができ、より精度の高
いＳＴ部電位を得ることが可能となる。

【００１７】本発明に係る心電図解析方法の第一の特徴
構成によれば、上述のように抽出されたＳＴ部電位に基
づいてＳＴ偏位が判定される。従って、ＳＴ部電位の上
昇又は下降によって虚血等の心疾患の初期症状を判定す
る場合に、精度の高いＳＴ部電位データに基づいて、Ｓ
Ｔ偏位の判定を適切に行うことが可能となる心電図解析
方法が提供される。

【００１８】同第二の特徴構成によれば、前記抽出され
たＳＴ部電位を、前記ＱＲＳ群の発生時相から設定時間
前の心電図信号の電圧値である基準電圧と比較して、Ｓ
Ｔ偏位が判定される。従って、心電図波形においてＱＲ
Ｓ群の後側に位置するＳＴ部電位を、ＱＲＳ群の前側に
位置する基準電位と比較して（例えば、ＳＴ部電位と基
準電位の差をとって）ＳＴ偏位を判定するので、例え心
電図信号に基線動揺等による大きな波形変動が生じて、
ＱＲＳ群付近の電圧が大きく上下するような場合でも、
基準電位とＳＴ部電位が同じように上下するため、両電
位の比較（例えば両電位の差）において上記波形変動の
影響が打ち消され、的確なＳＴ偏位の判定を行うことが
可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明に係る心電図解析装置及び
解析方法の実施の形態を、浴槽心電計の場合について図
面に基づいて説明する。〔第１実施形態〕図１に示すように、心電図解析装置
は、複数の心電図電極１０に現れる電気信号４０から心
電図信号４１を生成する心電図信号生成手段１１と、心
電図信号生成手段１１にて生成された心電図信号に含ま
れるＱＲＳ群の発生時相を検出する発生時相検出手段１
２と、発生時相検出手段１２にて検出されたＱＲＳ群の
発生時相を基準としてＳＴ部電位を抽出するＳＴ部電位
抽出手段１７とを備えて構成されている。

【００２０】図２に示すように、複数の心電図電極１０
は４つの電極１０ａ〜１０ｄからなり、各電極１０ａ〜
１０ｄは被験者１が入浴する浴槽２の内壁面の湯水に浸
水する所定位置に各別に設置される。具体的には、第１
の電極１０ａが被験者１の右腕付け根外側に近い位置
に、第２の電極１０ｂが被験者１の左腕付け根外側に近
い位置に、第３の電極１０ｃが被験者１の左足付け根外
側に近い位置に、第４の電極１０ｄが被験者１の右足付
け根外側に近い位置に、夫々設置されている。そして、
上記各電極１０ａ〜１０ｄに、浴槽内の湯水を介して形
成される導電経路によって、被験者１の各対応する部位
の表面電位が誘導される。

【００２１】心電図信号生成手段１１は、図３に示すよ
うに、基本的に３台の差動増幅器１３〜１５で構成さ
れ、第１の電極１０ａに誘導される電気信号４０ａが第
１の増幅器１３と第２の増幅器１４の負側入力に、第２
の電極１０ｂに誘導される電気信号４０ｂが第１の増幅
器１３の正側入力と第３の増幅器１５の負側入力に、第
３の電極１０ｃに誘導される電気信号４０ｃが第２の増
幅器１４と第３の増幅器１５の正側入力に、夫々入力さ
れる。また、各差動増幅器１３〜１５は、各接地端子が
第４の電極１０ｄと電気的に接続され、電極１０ｄの電
位が各差動増幅器１３〜１５の基準電位として供され、
各電源も共通の電源から供給される。

【００２２】上記の心電図信号生成手段１１の構成と心
電図電極１０ａ〜１０ｄの配置位置によって、第１の増
幅器１３からは疑似第Ｉ誘導心電図４１ａが、第２の増
幅器１４からは疑似第II誘導心電図４１ｂが、第３の増
幅器１５からは疑似第III誘導心電図４１ｃが、夫々出
力される。ここで、各心電図信号４１ａ〜４１ｃを疑似
誘導と称しているのは、これらが、標準１２誘導法にお
ける標準肢誘導の３種の双極導出心電図に対応している
ものの、浴槽心電計に特有の基線動揺が含まれているこ
とを考慮したものである。

【００２３】また、各心電図信号４１ａ〜４１ｃは、数
式化すれば下記の数１〜数３によって表わされる。ここ
で、ＶＩ、ＶII、ＶIIIは、夫々各疑似誘導心電図信号
４１ａ〜４１ｃの信号電圧であり、ＶＲ，ＶＬ，ＶＦは
夫々第１の電極１０ａ、第２の電極１０ｂ、第３の電極
１０ｃの電位である。尚、各心電図信号４１ａ〜４１ｃ
は必要に応じて更に増幅、或いは不要な電源ノイズや高
周波ノイズを除くフィルタ処理が施される。

【００２４】

【数１】ＶＩ＝ＶＬ−ＶＲ

【数２】ＶII＝ＶＦ−ＶＲ

【数３】ＶIII＝ＶＦ−ＶＬ

【００２５】更に、心電図信号生成手段１１は、標準１
２誘導法における標準肢誘導の３種の単極導出に対応す
る心電図信号を、下記の数４〜数６に基づいて計算する
演算手段１６を備えている。ここで、ａＶＲ，ａＶＬ，
ａＶＦは、夫々３種の単極導出に対応する心電図信号の
信号電圧である。

【００２６】

【数４】ａＶＲ＝ＶＲ−０．５（ＶＬ＋ＶＦ）＝−０．
５（ＶＩ＋ＶII）

【数５】ａＶＬ＝ＶＬ−０．５（ＶＲ＋ＶＦ）＝０．５
（ＶＩ−ＶIII）

【数６】ａＶＦ＝ＶＦ−０．５（ＶＲ＋ＶＬ）＝０．５
（ＶII＋ＶIII）

【００２７】上記構成による心電図信号生成手段１１に
よって、標準１２誘導法における６種の標準肢誘導の心
電図信号４１（ＶＩ、ＶII、ＶIII、ａＶＲ、ａＶＬ、
ａＶＦ）が生成される。図４に、心電図信号４１につい
て波形例を示す。

【００２８】次に、前記発生時相検出手段１２について
説明する。発生時相検出手段１２は、前記心電図信号生
成手段１１によって生成された心電図信号４１とその心
電図信号４１に含まれるＱＲＳ群の波形に対応するよう
に設定したテンプレート波形との間で相互相関処理を行
い、その相互相関処理の相関値が極大となるときの前記
テンプレート波形の時間軸上での位置を前記ＱＲＳ群の
発生時相として検出するように構成されている。尚、上
記相互相関処理を行う前に心電図信号４１に対して所定
の前処理（ノイズ除去処理等）を行う。具体的には、図
５に示すように、発生時相検出手段１２は、相互相関演
算部１８、最適窓幅設定部１９、ピーク時相検出部２０
を備えて構成されている。

【００２９】一般的に、心電図信号には、呼吸や体の動
き等に起因した基線動揺の他、Ｒ波ピーク付近の波形形
状の揺らぎ、心臓の位置が変化したり信号自体の振幅値
が変化する等の各種の揺らぎが混在している。発生時相
検出手段１２は、処理対象の心電図信号４１にかかる揺
らぎが含まれていてもＱＲＳ群の発生時相を正確に検出
できるように、動作原理として基本的にパターンマッチ
ドフィルタとして公知の手法を、相互相関演算部１８に
おける演算処理に応用している。

【００３０】しかしながら、通常のパターンマッチドフ
ィルタによる相互相関処理は、演算負荷が非常に重くリ
アルタイム性に欠けるため、本実施形態では、発生時相
検出手段１２が、ＱＲＳ群の波形に対応する前記テンプ
レート波形として、図６に示すように、単位振幅の３つ
の矩形波が負極性、正極性、負極性の順に各極性の時間
比率が１：２：１となるように並び、且つ、その３つの
矩形波の合計時間幅が前記ＱＲＳ群の時間幅に一致する
波形を設定する。因みに、ＱＲＳ群の時間幅は、正常人
の場合で約８０ｍｓｅｃ程度である。尚、心電図信号４
１が図４に示す波形と正負が反転した波形である場合に
は、上記テンプレート波形として、単位振幅の３つの矩
形波が正極性、負極性、正極性の順に各極性の時間比率
が１：２：１となるように並び、且つ、その３つの矩形
波の合計時間幅が前記ＱＲＳ群の時間幅に一致する波形
を設定する。

【００３１】テンプレート波形として単位振幅の矩形波
を用いることで、ディジタル演算処理中の乗算処理を大
幅に削減できるとともに、一定のサンプリング間隔にお
ける後続のサンプリング値に対する相互相関値を漸化式
で表現でき再計算負荷の軽減が図れる。また、かかる演
算処理の簡単化が図られても、正極性と負極性の各合計
の時間配分が等しいため、３つの矩形波の時間幅と異な
る時間幅の信号成分は相互相関処理において相殺され、
ＱＲＳ群の信号成分を抽出してその発生時相を適正に検
出することができる。以下、具体例に基づいて説明す
る。

【００３２】心電図信号４１は図示しないＡＤ変換部に
よってディジタル化されてから、数７に示す時系列デー
タｄ［ｔ］として相互相関演算部１８に入力されるとす
る。また、説明の簡単化のため、テンプレート波形とＱ
ＲＳ群の時間幅を１２標本とすれば、テンプレート波形
ｗ［ｔ］は数８のように表わされる。この場合、相互相
関値φ［ｔ］（例えば、最初の４標本分φ０〜φ３）は
数９〜数１２のようにして得られる。

【００３３】

【数７】ｄ［ｔ］＝［ｄ０，ｄ１，ｄ２，ｄ３，……,ｄ_n-1］

【数８】ｗ［ｔ］＝［−１，−１，−１，１，１，１，
１，１，１，−１，−１−１］

【数９】φ０＝−ｄ０−ｄ１−ｄ２＋ｄ３＋ｄ４＋ｄ５
＋ｄ６＋ｄ７＋ｄ８−ｄ９−ｄ１０−ｄ１１

【数１０】φ１＝−ｄ１−ｄ２−ｄ３＋ｄ４＋ｄ５＋ｄ
６＋ｄ７＋ｄ８＋ｄ９−ｄ１０−ｄ１１−ｄ１２

【数１１】φ２＝−ｄ２−ｄ３−ｄ４＋ｄ５＋ｄ６＋ｄ
７＋ｄ８＋ｄ９＋ｄ１０−ｄ１１−ｄ１２−ｄ１３

【数１２】φ３＝−ｄ３−ｄ４−ｄ５＋ｄ６＋ｄ７＋ｄ
８＋ｄ９＋ｄ１０＋ｄ１１−ｄ１２−ｄ１３−ｄ１４

【００３４】上記数１０〜数１２は、各相互相関値φ_i
を１標本前のφ_i-1を用いて書き換えると、数１３〜数
１５のように、既出の相互相関値と被処理心電図信号の
４標本値の加減算のみの簡単な漸化式で表わされるた
め、演算負荷の軽減が図れることが分かる。更に、テン
プレート波形とＱＲＳ群の時間幅を４ｍ標本としてより
一般化すると、数１３〜数１５は数１６のように表現で
きる。

【００３５】

【数１３】 φ１＝φ０＋ｄ０−２×ｄ３＋２×ｄ９−ｄ１２

【数１４】 φ２＝φ１＋ｄ１−２×ｄ４＋２×ｄ１０−ｄ１３

【数１５】 φ３＝φ２＋ｄ２−２×ｄ５＋２×ｄ１１−ｄ１４

【数１６】 φ_i+1＝φ_i＋ｄ_i−２×ｄ_i+m＋２×ｄ_i+3m−ｄ_i+4m

【００３６】数１６に示す演算式に基づく相互相関演算
部１８は、図７に示すように、ＦＩＦＯメモリ２８、レ
ジスタ２９、加算器３０を用いて簡単な構成で実現でき
る。ＦＩＦＯメモリ２８、レジスタ２９、加算器３０の
入出力ビット幅は被処理心電図信号４１の信号値の量子
化ビット数に応じて決定される。最適窓幅設定部１９
は、相互相関演算部１８の出力である相互相関値４２を
入力して、相互相関値４２の局所ピーク値が最大となる
テンプレート波形の時間幅を設定する。

【００３７】図８に相互相関演算部１８の入出力信号の
一例を示す。上段が入力信号である心電図信号４１で、
下段が出力信号である相互相関値４２である。このよう
に、相互相関演算部１８によって、心電図信号４１から
ＱＲＳ群を抽出することができる。そして、ピーク時相
検出部２０は、相互相関値４２の時系列データから局所
ピークの存在を検出し、各検出時刻（図にｔ１〜ｔ６で
示す）にパルス信号４３を出力する。このパルス信号４
３がＱＲＳ群の発生時相を表わす。

【００３８】次に、前記ＳＴ部電位抽出手段１７につい
て説明する。ＳＴ部電位抽出手段１７は、前記発生時相
検出手段１２にて検出されたＱＲＳ群の発生時相から設
定時間ｔｓ（ｍｓｅｃ）後の前記心電図信号の電圧値を
ＳＴ部電位として抽出するように構成されている。具体
的には、図５に示すように、ＳＴ部電位抽出手段１７
は、前記パルス信号４３の時刻（図８のｔ１〜ｔ６等）
を中心として１拍分の心電図波形を切り出す心電図波形
切出し部２１、心電図波形切出し部２１で切り出したｎ
拍（例えば１０拍）分の心電図波形データを加算する加
算部２２、加算部２２で加算されたｎ拍分の心電図波形
を平均する平均算出部２３、そのｎ拍分の平均心電図波
形上でＳＴ部電位を読み取るＳＴ部電位読取り部２４を
備えて構成されている。即ち、ＳＴ部電位抽出手段１７
は、心電図信号に含まれる複数個（この実施形態では、
１０個）のＱＲＳ群の夫々について抽出した複数個の前
記ＳＴ部電位の平均値を求めるように構成されている。
尚、上記平均算出部２３で得られた平均心電図波形、及
びＳＴ部電位読取り部２４で読み取ったＳＴ部電位は、
前記パルス信号４３とともに、プリンタで出力される
か、表示装置の画面上に表示される。

【００３９】次に、上記心電図解析装置を用いた心電図
解析方法について説明すると、前記ＳＴ部電位抽出手段
１７にて抽出されたＳＴ部電位に基づいてＳＴ偏位を判
定するものであり、具体的には、図９に示すように、前
記ＱＲＳ群の発生時相（前記パルス信号４３の時刻）か
ら設定時間ｔｋ（ｍｓｅｃ）前の前記心電図信号の電圧
値を基準電圧として、前記ＳＴ部電位を前記基準電圧と
比較してＳＴ偏位を判定する。即ち、前記ＳＴ部電位か
ら上記基準電圧を引いた差の電圧値が、高いか低いかに
よって、ＳＴ上昇又はＳＴ下降が生じているか否かを判
定する。

【００４０】〔第２実施形態〕次に、本発明に係る心電
図解析装置及び解析方法の第２実施形態について説明す
るが、この第２実施形態では、ＳＴ部電位抽出手段１７
の一部構成が、第１実施形態と異なる点を除いて、第１
実施形態と同様に構成されている。即ち、心電図解析装
置では、前記ＳＴ部電位抽出手段１７が、前記発生時相
検出手段１２にて検出されたＱＲＳ群の発生時相から設
定時間ｔｓ（ｍｓｅｃ）後の所定時間幅Δｔ（ｍｓｅ
ｃ）内での前記心電図信号の平均電圧値をＳＴ部電位と
して抽出するように構成されている。具体的には、図１
０に示すように、ＱＲＳ群の発生時相から設定時間ｔｓ
（ｍｓｅｃ）後の時刻を中心として時間幅Δｔ（ｍｓｅ
ｃ）内の心電図信号データの平均値を計算してＳＴ部電
位とするとともに、ＱＲＳ群の発生時相から設定時間ｔ
ｋ（ｍｓｅｃ）前の時刻を中心として時間幅Δｔ（ｍｓ
ｅｃ）内の心電図信号データの平均値を計算して前記基
準電圧とする。

【００４１】そして、上記心電図解析装置を用いた心電
図解析方法では、上記のように時間幅Δｔ（ｍｓｅｃ）
内の心電図信号データを平均して求めたＳＴ部電位及び
基準電圧を比較してＳＴ偏位を判定する。

【００４２】〔別実施形態〕以下に別実施形態を説明す
る。上記実施形態では、発生時相検出手段１２が設定す
るテンプレート波形として、単位時間幅の３つの矩形波
が負極性と正極性とに変化する所定の波形を設定した
が、これ以外に、心電図信号に含まれるＱＲＳ群の波形
に対応する種々のテンプレート波形を設定することがで
きる。

【００４３】上記実施形態では、心電図信号生成手段１
１で生成された基線動揺を含む心電図信号を、発生時相
検出手段１７に備えた相互相関演算部１８に入力するよ
うにしたが、心電図信号生成手段１１で生成された心電
図信号について基線動揺除去処理を行って基線動揺を除
去した後の心電図信号を相互相関演算部１８に入力する
ようにしてもよい。

【００４４】上記実施形態では、本発明に係る心電図解
析装置を浴槽心電計に適用した場合について説明した
が、浴槽心電計以外の通常の心電計にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る心電図解析装置の構成を示すブロ
ック図

【図２】浴槽心電計の電極配置を示す浴槽の斜視図

【図３】心電図信号生成手段の構成を示す回路図

【図４】心電図信号の波形を示す波形図

【図５】発生時相検出手段とＳＴ部電位抽出手段の構成
を示す回路図

【図６】テンプレート波形の一例を示す波形図

【図７】相互相関演算部の構成を示す回路図

【図８】相互相関演算部の入出力信号の一例を示す波形
図

【図９】ＳＴ部電位抽出処理を示す波形図

【図１０】第２実施形態に係るＳＴ部電位抽出処理を示
す波形図

【符号の説明】

１０心電図電極１１心電図信号生成手段１２発生時相検出手段１７ＳＴ部電位抽出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者出馬弘昭大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者上田智章京都府京都市下京区中堂寺南町17 株式会社関西新技術研究所内Ｆターム(参考） 4C027 AA02 CC00 EE01 EE05 FF00 FF01 FF02 FF07 GG01 GG07 GG10 KK01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の心電図電極に現われる電気信号か
ら心電図信号を生成する心電図信号生成手段と、前記心電図信号生成手段によって生成された心電図信号
とその心電図信号に含まれるＱＲＳ群の波形に対応する
ように設定したテンプレート波形との間で相互相関処理
を行い、その相互相関処理の相関値が極大となるときの
前記テンプレート波形の時間軸上での位置を前記ＱＲＳ
群の発生時相として検出する発生時相検出手段と、前記発生時相検出手段にて検出された前記ＱＲＳ群の発
生時相から設定時間後の前記心電図信号の電圧値をＳＴ
部電位として抽出するＳＴ部電位抽出手段とを備えてい
る心電図解析装置。
【請求項２】複数の心電図電極に現われる電気信号か
ら心電図信号を生成する心電図信号生成手段と、前記心電図信号生成手段によって生成された心電図信号
とその心電図信号に含まれるＱＲＳ群の波形に対応する
ように設定したテンプレート波形との間で相互相関処理
を行い、その相互相関処理の相関値が極大となるときの
前記テンプレート波形の時間軸上での位置を前記ＱＲＳ
群の発生時相として検出する発生時相検出手段と、前記発生時相検出手段にて検出された前記ＱＲＳ群の発
生時相から設定時間後の所定時間幅内での前記心電図信
号の平均電圧値をＳＴ部電位として抽出するＳＴ部電位
抽出手段とを備えている心電図解析装置。
【請求項３】前記発生時相検出手段が、前記テンプレ
ート波形として、単位振幅の３つの矩形波が負極性、正
極性、負極性あるいは正極性、負極性、正極性の順に各
極性の時間比率が１：２：１となるように並び、且つ、
その３つの矩形波の合計時間幅が前記ＱＲＳ群の時間幅
に一致する波形を設定するように構成されている請求項
１又は２記載の心電図解析装置。
【請求項４】前記ＳＴ部電位抽出手段が、前記心電図
信号に含まれる複数個のＱＲＳ群の夫々について抽出し
た複数個の前記ＳＴ部電位の平均値を求めるように構成
されている請求項１〜３のいずれかに記載の心電図解析
装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の心電図
解析装置を用いた心電図解析方法であって、前記ＳＴ部
電位抽出手段にて抽出された前記ＳＴ部電位に基づいて
ＳＴ偏位を判定する心電図解析方法。
【請求項６】前記ＱＲＳ群の発生時相から設定時間前
の前記心電図信号の電圧値を基準電圧として、前記ＳＴ
部電位を前記基準電圧と比較してＳＴ偏位を判定する請
求項５記載の心電図解析方法。